Question

14．如图所示，在定滑轮两边分别挂上实心的铁球A、B，并使A球浸没在左杯的水中，B球浸没在右杯的酒精中（已知水的密度比酒精大），此时定滑轮恰好保持静止平衡状态．若将水杯、酒精杯同时撤掉，则定滑轮将（　　）

• A． 仍保持静止平衡状态
• B． 向逆时针转动
• C． 向顺时针转动
• D． 无法判断

Answer 1

分析 分别对A和B受力分析，发现A和B都受三个力作用：自身重力，绳子拉力，液体浮力．

解答 解：根据阿基米德定律，设A和B体积分别为V_A和V_B，则A和B受到的浮力分别是 F_浮A=ρ_水gV_A，F_浮B=ρ_酒精gV_B，
由于A和B都是实心铁球，密度相等，所以A和B所受重力分别是 G_A=ρ_铁gV_A，G_B=ρ_铁gV_B，
由于A和B用轻绳相连，故A和B受到绳子拉力相等，都设为T；
由于系统稳定，A和B分别静止与液体中，根据牛顿第一定律，他们受力均平衡，有F_浮A+T=G_A，F_浮B+T=G，整理得[ρ_铁-ρ_水]gV_A=[ρ_铁-ρ_酒精]gV_B，
水的密度大于酒精，故ρ_铁-ρ_水＜ρ_铁-ρ_酒精，所以V_A＞V_B
撤去液体后，两球除绳子拉力外，仅受重力，而两球密度相同，故体积大的质量大，即A的质量大于B的质量，故逆时针旋转．
故选B．

点评 本题考查阿基米德原理及定滑轮的工作特点，此题有一定的难度．